咆哮游戏——冰壶
冰壶是一项有着500年历史的运动，每年冬季奥运会都会吸引人们的狂热追捧，它在很多方面都是一项精确而严谨的科学运动。但有一个谜团仍然存在：为什么游戏中独特的石头会以这种方式移动。
上图：2010年7月，在爱达伯恩大坝上举行的为期两天的邦斯皮尔活动中，玩家们在玩耍时的照片
邦斯皮尔冰壶是新西兰冰壶日历上最大的户外活动。尽管它被认为是一年一度的活动，但由于气候的变化，它的未来受到了威胁。Braden Fastier的摄影随笔与这个故事并驾齐驱，是在奥塔哥中部的爱达本大坝和纳赛比的室内冰壶设施上的一次狂欢中拍摄的。
这是我第一次注意到的声音。沉闷而独特的吼声。当我低头看着溜冰场的四块长长的冰层时，声音的来源——一块带有亮黄色手柄的灰色石头——滑入了视野。它慢慢地旋转着，朝着30多米外的冰上画着的一只蓝色和红色的斗牛士走去。这块石头没有击中目标，聚集在冰上的四个人中有三个人——来自基督城和纳尔逊的游客——表示了善意的同情。我曾穿过奥塔哥中部，来到马尼奥托托的纳赛比，那里是南半球唯一专门建造的室内冰壶设施。随着北京冬奥会定于2022年2月举行，我开始更多地了解这项在每届冬奥会之后都会受到人们追捧的运动。
冰壶有几百年的历史；至少从16世纪开始，在被苏格兰严冬冰冻的河流和池塘上演奏。该国的民族诗人罗伯特·伯恩斯（Robert Burns）在他的两部作品《愿景》（the Vision）和《塔姆·萨姆森的挽歌》（Tam Samson’s Elegy）中不朽地讲述了“咆哮的游戏”。这项运动的受欢迎程度逐渐扩大，在大量苏格兰移民定居的任何地方都能流行起来，包括新西兰。该设施的经理伊万·柯克（Ewan Kirk）说：“我们通常认为，这项运动是与19世纪60年代在这里开采黄金的苏格兰人一起来到奥塔哥的。”。“该地区的冰点温度适合他们整个冬天玩耍。”（位于塔耶里平原上游的纳赛比欢迎标志自豪地宣布它“高出忧虑线2000英尺”。）当时的冰壶运动是一项严格意义上的户外运动，石头是从一个叫做冰壶的金属板上运来的，固定在天然冰上。柯克笑着说：“户外冰壶运动有点低潮。”。“冰壶手站在冰壶上，把冰壶从冰上捡起来，手臂向后摆动一点，然后把冰壶扔出去。”
我承认这个描述和我对这项运动的印象有点不一致。冰壶运动经常被比作“冰上国际象棋”，它是一种在国际比赛中进行的运动，每四年在我们的电视上播放一次。冰壶运动看起来既优雅又精确。但事实上，无论你是在室内精心设计的溜冰场上，还是在户外任由环境摆布，游戏的基本原理都是一样的。它包括两个小组轮流将花岗岩石头滑向冰上标记的圆形目标——“房子”。每场比赛结束时，石头离房子中心最近的球队得分。虽然理论上很简单，但冰壶就像棋盘游戏一样，充满了策略。只有一些投篮是以得分为特定目标的。还有一些是防守型的，用来阻挡对手进入房子的路径，而攻击性外卖可以将对手的石头转移出位置。熟练的玩家可以以惊人的精确度进行这些投篮，因为他们知道如何利用石头在冰上的独特路径。这与这项运动的名字是一样的。卷曲的石头会卷曲。
冰壶运动经常被比作“冰上国际象棋”，它是国际比赛中的一种运动，每四年在我们的电视上播放一次。冰壶运动看起来非常优雅。
2010年艾达伯恩大坝上的邦斯皮尔冰壶比赛中，普尔伯恩冰壶俱乐部的一名成员指挥队友投掷冰壶。
虽然它是从一条贯穿每一卷纸长度的中心线发出的，但卷发器在释放石头时施加的轻微旋转有助于使石头偏离该线。通过微调旋转，玩家可以使石头在中心线的左侧或右侧卷曲，有时可以达到一米。这给了冰壶运动员一种避开对手防守石、瞄准得分石或完美地将自己的石头放进房子的方法。但是，尽管冰壶在这项有500年历史的运动中扮演着核心角色，我们仍然不完全理解冰壶为什么会这样运动。
让我们做个实验。拿一个空啤酒瓶或一个倒置的杯子，放在光滑的桌子或台面上。非常小心地让瓶子沿直线滑动，并记下它停在哪里。现在再做一次，但这一次，当你松开瓶子时，稍微扭转一下，这样瓶子在桌子上滑动时就会旋转。就像冰壶一样，旋转瓶子的路径会偏离直线。如果你向右（顺时针）旋转瓶子，它应该会向左卷曲，反之亦然。旋转得越快，偏转就越大。相比之下，卷发石的卷曲方向与旋转方向相同，所以向右旋转的石头会向右卷曲。偏差的大小也保持相对恒定，无论石头旋转有多快。
从物理学的角度来看，这种行为令人惊讶，这就是为什么加拿大和瑞典的研究人员花了多年时间试图确定冰壶遇到冰时会发生什么。虽然双方在互动的某些方面达成了一致，但在具体细节上仍存在大量激烈的争论。
科学家和冰壶运动员都很清楚冰的重要性。冰壶不是游戏的背景，而是一个非常积极的参与者。它是由清扫者故意操纵的——团队成员使用专业扫帚在石头沿着床单滑动时用力清扫石头前面。这种作用使小部分冰层升温，产生一层薄薄的地表水，润滑并帮助控制冰石。一般来说，清扫者清扫的速度越快、难度越大，冰壶就越直、越远。
冰层也经历了更大的变化，在游戏过程中不断演变，改变了石头沿着冰层滑动的方式，正如2020年新西兰青少年冰壶冠军萨姆·弗拉纳根解释的那样：“冰球在早期通常非常慢，但它会先加速，然后再减速。所以你选择的击球方式将取决于冰球当时的表现。”预测冰的这种退化似乎有点像一门黑色艺术；卷发运动员通过努力工作和练习培养出一种感觉。但控制退化完全是另一回事；在室内冰场上，这项任务落在了专业制冰机的肩上。
制冰的关键是从尽可能纯净的水开始。通常，这是通过让水通过一系列过滤器来实现的。大多数国际级冰壶比赛场地使用一种叫做反渗透的系统，它迫使水通过单向膜，在这个过程中去除污染物。然后通过树脂去除自来水中的矿物质和其他无害带电粒子。制冰商密切关注这片水域，监控其导电性等情况，以确保其在比赛前达到严格的标准。
Reece Aiken说：“从创业到让石头在上面运行，准备一张卷发纸大约需要七天的时间；而且这是漫长而忙碌的一天。”。作为Naseby的go to ice maker和达尼丁冰球场的官方冰工，艾肯根据经验说话。第一步，他告诉我，就是把地板下面的温度降到-8°C。在纳赛比，地板是沙子。“这种情况发生得有多快取决于你的压缩机有多好。但一旦地板足够冷，我们就用从加拿大获得的专业白色涂料喷涂整件东西，然后用几层水将其密封，并在原地冻结。”接下来，添加所有游戏线和标记，通常是手工绘制的。它们也用细水雾密封起来，然后在整个床单上仔细管理多次洪水。经过几天的分层，你会在2.5到3.5厘米厚的地方留下一层平坦的冰。
艾肯解释说：“下一个阶段是大量的刮削和卵石。”。卵石是冰壶在冬季运动中的独特之处。冰壶的制冰者并没有试图使冰面光滑，而是通过小心地洒温水（通常在体温附近）来故意对冰面进行纹理处理。当这些水滴撞击到冰上时，它们会冻结，在冰的表面形成密集的圆形图案。Pebbling完全依赖于制冰机的技能，他沿着冰盖行走，多次从一侧到另一侧摆动一个专门的喷嘴——卵石头。到目前为止，没有一个自动化系统能做得这么好。然后制冰机用一把长刀片划过冰盖，将卵石的顶部掐平，使其稍微变平。重复这些步骤，使用不同尺寸的喷嘴和叶片高度，直到制冰机确信冰盖是水平的且均匀地铺上卵石。
当一块冰石沿着冰原滑动时，它会在这些凸起的鹅卵石上运行。在比赛过程中，它们逐渐磨损，改变了比赛的表现。毫无疑问，卵石是我们看到的奇怪运动的原因。冰壶不会在镜面光滑的冰上卷曲，即使是在熟练的运动员手中。
在马尼奥托，在溜冰场中心的一条专用冰道上，排着64块石头的长队——一半是黄色把手，一半是红色把手。其他冰层分布在剩下的四个冰原上。“中间设置的是新西兰冰壶协会比赛石，所以它们不是每天的冰壶，”新西兰青年奥林匹克队教练Nelson Ede说。“其他的是我们的俱乐部石头，我们用它们玩。游客也用它们。它们之间的唯一区别是年龄，真的。俱乐部石头很好，只是磨损了一点。”要想看到这种磨损，我们必须看一看冰壶石的底部，与人们普遍认为的相反，冰壶石不是平的。它有点凹，所以实际上只有一个约6毫米宽的狭窄花岗岩环与冰接触。这被称为跑步带，它的粗糙度必须小心管理，以保持冰壶处于最佳状态。
纳赛比的每一块石头都来自同一个遥远的地方：艾尔萨·克雷格，苏格兰西海岸的一个椭圆形小岛。在溜冰场入口处甚至有一张它的照片。自19世纪以来，艾尔萨·克雷格一直是专门为制造冰壶而开采的，而使该岛与众不同的是它的花岗岩。由数百万年前大量岩浆快速冷却而成，这些花岗岩被称为“普通绿”和“蓝磨石”，它们有非常小的、相互连接的晶体，这使它们致密、均匀，而且非常坚硬。“除此之外，blue hone基本上是防水的，这就是为什么它是我们唯一用于跑步表面的花岗岩，”苏格兰Skype的马克·卡伦说。“它的孔隙率非常非常低，因此不可能有水进入、冻结、膨胀和破坏石头。如果你使用任何其他花岗岩作为流动表面，最终会发生这种情况——我们已经看到了。”凯斯冰壶公司是世界上唯一一家拥有艾尔莎·克雷格冰壶生产许可证的冰壶生产商。
开采花岗岩制作冰壶需要在岩石表面放置少量炸药和大量压缩空气。凯伦笑着描述最近的一次采石之旅时说：“这不是‘约翰·韦恩拿着一根炸药棒’，而是一次精确的鞭炮声。”。“我们今年减产了600吨蓝磨石，这意味着15年后我们就可以回去了。我们正在计划下一次收获普通的绿色植物，但最有可能的是三年后。”他说，在一年中的大部分时间里，艾尔萨·克雷格只是鸟类的家园——它是塘鹅和海雀的重要庇护所。“我们必须在鸟类繁殖季节左右安排采石行程，因为我们绝对不想干扰它们。”
一旦被带上岸，采石会经历不同的过程。普通的绿色构成了卷发石的大部分，所以它被加工成圆柱体，然后被雕刻和仔细打磨成其特有的、类似温州蜜柑的形状。在中间钻一个洞，最终可以装下把手，但在此之前，在石头的底部钻一个圆形的洞。插入一个由珍贵的蓝色磨石花岗岩制成的厚圆盘，并用飞机级胶水粘合到位。然后用手打磨底座，以获得所需的精确凹面形状。根据凯伦的说法，当涉及到跑步乐队的最终粗化过程时，抛光师的专业技能尤其明显。“我们以完全相同的方式创建每个跑步表面，”他说。石头在一张装在盘子上的砂纸上被向前推和向后拉，运动遵循一种非常特殊的模式。每次移动时，石头都会轻微旋转，移动和旋转的次数决定了带子的宽度。“按照这个惯例，我们制作的所有石头都会有一致的粗糙度。”
一位专业制冰师说：“从创业到让石头在上面运行，准备冰壶床单大约需要七天时间；而且这是漫长而忙碌的一天。”。
2009年，在奥塔哥中部的纳赛比室内冰壶场，纳赛比和艾达本委员会进行了南北冰壶比赛。
离开Ayrshire Kays工厂的冰壶石被运往世界各地。凯伦估计，目前使用的冰壶中约有60%是从艾尔莎·克雷格开始使用的。该公司为过去五届冬奥会提供了物资——将于2022年2月开幕的北京奥运会将是第六届冬奥会。虽然花岗岩足够坚硬，可以承受几十年几乎持续使用，但跑步乐队需要经常关注。伊万·柯克说：“当一块石头被经常使用15年以上，就像我们的俱乐部石头一样，底部会磨损——它会失去一些粗糙度。”。弗拉纳根解释说，石头越粗糙，就越容易卷曲。“所以在比赛之前，他们会在石头底部做一次非常简短、粗糙的打磨。这样可以唤醒石头，因为它们卷曲得更多，你可以做出更好的投篮，所以这是一场更激动人心的比赛。”
在所有试图解释冰壶运动的理论中，两位领先的竞争者关注的是跑步带的粗糙花岗岩和冰盖上纹理丰富的卵石冰之间的相互作用。但他们对这件事的看法截然不同。
北英属哥伦比亚大学物理学家提出的“枢轴滑动模型”。在这篇文章中，他们指出，当石头在冰上滑动和旋转时，花岗岩上的微小突起会短暂但反复地粘附在卵石上。在每一次粘冰期间（持续时间不到眨眼时间的百万分之一），石头围绕卵石以与旋转方向相同的方向旋转，拉动冰块直到失去接触。尽管每个支点都很小，但在冰盖上却发生了数十万次。研究人员说，这足以导致我们在典型匹配中看到的卷曲。他们的方程式也准确地再现了这项运动的其他特点。例如，扫冰会减少枢轴点的数量，这反过来会使石头卷曲得更少；这正是我们在现实生活中看到的。我在纳赛比与一些卷发者聊天时承认，这种模式有一种本能的感觉。感觉不错。
第二种理论也有很多粉丝。它被称为“划痕引导”，最初由瑞典乌普萨拉大学的研究人员提出。在他们对事件的描述中，粗糙的运行带在卵石冰面上留下了微小的划痕。因为石头在滑动时是旋转的，所以石头的前部会不断地留下这些划痕，每次后缘碰到这些划痕时，它都会受到轻微的震动，并随着它们轻微地移动。这些划痕就像一种微小的轨迹，逐渐引导石头旋转。
纳赛比的每一块石头都来自同一个遥远的地方：艾尔萨·克雷格，苏格兰西海岸的一个椭圆形小岛。
这是一个令人信服的想法，与2015年震撼冰壶界的一场争论同时发生。绰号为“扫帚门”的这项活动的中心内容是推出一种新型卷曲扫帚；一种在头上使用特殊“定向”布料的动物。它似乎赋予了清扫者超能力，让他们可以把一块石头推下被单。为了回应精英运动员的抗议，世界冰壶联合会委托进行了一项研究。他们发现，这些扫帚严重刮伤了冰面，当与一种特殊的清扫技术相结合时，可以彻底改变石头的路径，以弥补一次糟糕的投掷。这种布料立即被禁止参赛。今天的卷发扫帚使用的是一种不起眼的涂层尼龙，它只会融化冰。
但是石头是否会刮伤周围的冰的问题。虽然乌普萨拉研究小组的初步实验并不确定，但最近的研究进一步证实了这一点。在其中一个实验中，研究人员在一个专门的冷实验室内建造了一个小型冰场。冰场上有一块可移动的卵石冰，他们在冰球滑过前后在显微镜下对其进行了成像。他们精确地看到了理论预测的交叉划痕的种类，划痕之间测量的角度与卷曲的长度相关。我遇到的每一位冰壶手和冰壶手都在谈论一支粗野的跑步乐队的重要性，一两位年轻的选手甚至在琢磨着冰球。那么，在这场战斗中是否有一个彻底的赢家？到目前为止，陪审团还没有决定。这两种理论都有各自的优点和局限性，完整的答案可能是两者的某种结合。
很明显，缺乏科学描述并没有阻碍这项运动的发展。据估计，每年有近200万加拿大人参加冰壶比赛，目前有67个国家参加国际比赛。全世界有数百家活跃的俱乐部，其中26家位于奥塔哥中部，巴西和尼日利亚正在建设新的专用设施。在每届冬奥会期间，谷歌对冰壶的搜索都超过了花样滑冰，使其成为该时期最受欢迎的运动。冰壶运动的主要挑战是在比赛之间保持这种兴趣。纳赛比当然也在发挥自己的作用，它的主要成功在于扩大了对这项运动的参与，使其超越了新西兰750多名普通卷发运动员。
柯克一边喝着咖啡一边聊天，一边说：“当这个设施建成时，我们的想法是只为卷发者准备，只为冬天准备。”。“世界各地的大多数设施要么在赛季结束后关闭，要么如果它们是多用途的，它们可以再用于其他用途。我们最初也是这么做的，但到了夏天，人们会敲门说，‘嘿，我们可以试一试吗？’”奥塔哥铁路小径对该设施来说是一大福音，并允许它全年敞开大门。柯克的同事海伊说：“它本身就成了一个目的地。”
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